Zbyněk Fiala: A teď solár levně

obrazek
19.8.2013 19:09
Provaz v domě oběšence připomíná v Česku každá zmínka o laciné solární energii, ale zprávy z laboratoří přesto říkají, že právě tudy vede cesta. Stále rychleji se přibližuje okamžik, kdy bude panel na střeše konkurenceschopný ve srovnání s centrálními dodávkami elektřiny. A nabídne víc než pouhou úsporu peněz - také nezávislost. Ani zrušení podpory solární elektřiny nemusí znamenat, že velké energetické společnosti setřásly tuto konkurenci.

Jako „až nechutně laciný“ materiál, označil solární inovátor Michael Grätzel, autor solárního napájení iPadu, zvláštní keramiku, která by mohla úspěšně fungovat v solárních článcích a spojit zdánlivě neslučitelné – nízkou pořizovací cenu a vysokou účinnost energetické přeměny slunečního světla na elektřinu. Píše o tom MIT Technology Review.

Jedná se o perovskity, známé zhruba sto let. Poslední dobou přitahovaly pozornost spíše v pokusech s vysokoteplotními palivovými články (jak se dá dočíst třeba z diplomky Josefa Strejčka z roku 2010 na VUT v Brně). Proto je jejich uplatnění při přeměně slunečního záření na elektřinu velice překvapivé.

Překvapivost použití perovskitů ve fotovoltaice potvrzuje i přední solární výzkumník Martin Green z University of New South Wales v Sydney. První pokusy, se kterými se začalo v roce 2009, měly tak divoký průběh, že se téměř nedaly změřit. Elektrolyt, který v solárním článku odvádí vybuzené elektrony, totiž působil na perovskit velice agresivně a téměř okamžitě jej rozpustil. Účinnost přeměny solárního záření v elektřinu byla nepatrná, kolem 3,5 procenta. Teprve když byl nalezen elektrolyt z pevné látky, účinnost vylétla vzhůru a hříčka přerostla v kandidáta na průmyslovou superpecku.

Zatímco křemíkový solární panel potřebuje vrstvu 180 mikrometrů tohoto drahého materiálu, perovskitu stačí vrstvička pod jeden mikrometr. Perovskitový solární článek tak může být vyroben jako pigmentová vrstva na tabuli skla nebo kovové fólii, která se nanáší - spolu s dalšími vrstvami, umožňujícími pohyb elektronů - spíše jako průmyslový nátěr nebo napařování. Ale k lákavé představě panelu nastříknutého kapesním sprejem to má daleko, zůstane prý i nadále jen sci-fi pohádkou.

Když to shrneme, materiálu je potřeba málo, není vzácný, a použité postupy při výrobě článku jsou levné a snadné. Účinnost perovskitových solárních článků je přesto extrémně atraktivní. V laboratoři Michaela Grätzela se zatím podařilo dosáhnout účinnosti přeměny solární energie na elektřinu na úrovni 15 %, tedy mnohem vyšší, než jakou bychom očekávali od laciných řešení. V laboratorních podmínkách chtějí dosáhnout až rekordní 25 procentní účinnosti. Průmysl sice nemůže vyladit tak dokonalé výrobní podmínky, ale podle Grätzela se nejspíš potvrdí „tolerantnost“ perovskitových článků, které si zachovají vysokou účinnost i v masové produkci.

Jak laciné to bude? Prý mají v úmyslu srazit cenu panelu na 10 až 20 centů za instalovaný watt. Konkurenční silikonové panely, které šly také s cenami hodně dolů, jsou nyní na 75 centech za watt.

Zkusme si to spočítat. V našich zeměpisných šířkách je k dispozici asi 1000 slunečních hodin ročně, takže z jednoho instalovaného wattu nasbíráme kilowatthodinu elektřiny, kterou bychom jinak museli koupit se vším všudy včetně DPH za pět korun. Uvažujme dále, že jeden instalovaný watt na panelu by stál dvě až čtyři koruny, a když započteme instalaci a vychytávky, bude to zhruba dvojnásobek. Zkusme počítat s celkovou cenou do deseti korun za instalovaný watt na střeše a životností dvacet let. Otázka jen pro negramotné: Jde to provozovat bez podpory?

Na trhu zatím tyto panely nejsou, přestože vývoj nabral zběsilé tempo. Ještě mezi lety 2009 a 2012 bylo období tápání, kdy vznikla jediná výzkumná zpráva, ale pak přišly skokové posuny. Účinnost se zdvojnásobila, a brzy na to znovu. Další zvýšení účinnosti by měly přinést pokusy s opatřeními, která byla uplatněna u jiných typů solárních článků, informuje přední odborník na účinnost Henry Snaith z Oxford University.

Snaith se ujal komercializace projektu a založil na to Oxford Photovoltaics, která upsala kapitál 4,4 milionu dolarů. Grätzel prodává licence na novou technologii.

Komplikací může být fakt, že pokles cen silikonových panelů pokračuje a podle některých analytiků může dospět až k 25 centům za instalovaný watt. To by smazalo značnou část cenové výhody perovskitu a oslabilo zájem o investice do této nové nevyzkoušené technologie. Také zdánlivá snadnost výrobního procesu nemusí znamenat, že přechod do průmyslového prostředí bude bez problémů. Desetiletý náskok křemíkových panelů nebude snadné smazat.

Green soudí, že za úvahu stojí zkusit pouhé vylepšení silikonových panelů perovskitem. Perovskitová vrstva by zvyšovala jejich účinnost a snižovala cenu za instalovaný watt špičkového výkonu. Tento částečný průnik do křemíkového trhu by mohl být snazší než pokus zavést zcela nové články.

Další problém může způsobovat přítomnost malého množství olova, které je klasifikováno jako toxická látka. Musí se teprve vyzkoušet, kolik toxicity projeví v samotném perovskitu. Problém lze vyřešit také vhodným systémem sběru a recyklace vysloužilých článků, aby se zabránilo vstupu materiálu do prostředí. Olovo je přece i v autobateriích, a taky jsme si s tím poradili. A možná se podaří olovo něčím nahradit.

Příběh o perovskitu je tedy zatím vyprávěnkou o výzkumu a jeho nejasných průmyslových vyhlídkách. Pozornosti by neměla ujít poměrně nízká kapitálová vybavenost firmy, která se chystá na komercializaci. Průlomové myšlenky, pocházející ze základního výzkumu, obyčejně prosazují malé firmy, ve kterých je rozhodující intelektuální kapitál.

Z českého pohledu však věc vypadá poněkud jinak. Je pozoruhodné, jak snadno nás dokázala naše politická elita od vznikajícího průmyslového odvětví nových technologií odstřihnout. Závratné tempo inovací, které nacházíme ve všech oblastech alternativních zdrojů energie, tak můžeme sledovat jen v tisku.

Tyto technologie by nevznikly, kdyby neměly vyhlídku masové poptávky. Masovou poptávku vytváří až veřejná podpora, protože průkopníků, kteří se neohlížejí na náklady, je málo. Samozřejmě, že mocné ropné a uhelné firmy nevidí konkurenci rády a dělají vše pro to, aby jejich tržní postavení erodovalo co nejpomaleji. Státní regulace v civilizovaném světě proto stojí na straně nových technologií, v naději, že jednou sníží celkové náklady na energii a zvýší energetickou bezpečnost koncových spotřebitelů.

Málokde v tomto souboji vyhrávají mafie a málokde se státní regulátor postaví na stranu mafií. V tomhle holt na nás nikdo nemá. Nyní se i sněmovna postavila proti podpoře technologií, které mají zbavit občany závislosti na nevypočitatelnosti výkyvů světových cen energií. Nepostavila se proti solárním baronům – ti budou dostávat své peníze i nadále – ale proti obyčejným lidem, kteří chtěli umístit panel i na svoji střechu.

Bohorovná rozhodnutí našich elit naprosto neberou v úvahu, že v zemi našeho největšího obchodního partnera, v Německu, běží vývoj přesně opačného charakteru. Nezbývá než vzpomenout na tradici a vyslat jim tam spanilé jízdy, aby i oni pochopili, jak je to správně. Ale rychle, dokud souboj o dodavatele nerozhodne cena nových technologií (samozřejmě z dovozu).

zbynek-fiala
Žurnalista, v minulosti dlouholetý šéfredaktor časopisu Ekonom.

Komentáře

Pro možnost psaní komentářů se přihlašte nebo zaregistrujte.

Komentáře

rku

Pokud nebude možnost elektřinu levně skladovat, budu raději závislý na ČEZu než na slunci.